JP6150119B2 - ラックブッシュ - Google Patents
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Description
請求項3記載の発明は、前記軸方向溝は、前記ブッシュ本体における前記ラック歯側部分と前記背面側部分との周上2箇所の境界(26)と、前記ラック歯側部分における前記境界以外の領域(27)と、に少なくとも設けられており、それぞれの前記軸方向溝は、前記軸方向における前記ラック歯側部分の一端(16C)または他端(16D)から前記ラック歯側部分の途中まで延びていることを特徴とする、請求項2記載のラックブッシュである。
請求項5記載の発明は、前記周上2箇所の境界に設けられた2つの前記軸方向溝は、互いに同じ方向から前記ラック歯側部分の途中まで延びていることを特徴とする、請求項3または4記載のラックブッシュである。
請求項7記載の発明は、前記周方向に隣り合う2つの前記軸方向溝は、互いに逆の方向から前記ラック歯側部分の途中まで延びていることを特徴とする、請求項3〜6のいずれかに記載のラックブッシュである。
請求項9記載の発明は、前記背面側部分における前記ブッシュ本体の内周面(16B)には、複数の穴(24)が形成されていることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載のラックブッシュである。
請求項2記載の発明のように、剛性低下部が、軸方向に延びる軸方向溝であれば、ラックブッシュの成形と同時に、剛性低下部をブッシュ本体に設けることができるため、コスト低減を図れる。
請求項5記載の発明のように、周上2箇所の境界に設けられた2つの軸方向溝が互いに同じ方向から延びていてもよい。
請求項7記載の発明のように、周方向に隣り合う2つの軸方向溝は、互いに逆の方向からラック歯側部分の途中まで延びていてもよい。
請求項8記載の発明のように、軸方向溝は、周方向においてラック歯と同じ位置に1つ設けられ、軸方向においてラック歯側部分を貫通してもよい。この場合、ブッシュ本体は、周上1箇所において途切れた略環状(C字状)となる。1つの軸方向溝を設けるだけで、ラック歯側部分に剛性低下部を容易に設けることができる。
図1は、本発明の一実施形態のステアリング装置1の概略正面図である。
図1を参照して、ステアリング装置1は、操舵部材2と、ステアリングシャフト3と、自在継手4と、中間軸5と、自在継手6と、ピニオン軸7と、ラック軸8と、ハウジング9とを主に含んでいる。
ラック軸8の外周面8Aの周上1箇所には、ピニオン歯14と噛み合うラック歯15が形成されている。ピニオン軸7のピニオン歯14およびラック軸8のラック歯15は、互いに噛み合うことでラックアンドピニオン式の転舵機構Aを構成している。ラック軸8は、ハウジング9に収容されており、ラック軸8の両端部は、ハウジング9の両側へ突出し、各端部にはそれぞれ継手11を介してタイロッド12が結合されている。各タイロッド12は、対応するナックルアーム(図示せず)を介して対応する転舵輪13に連結されている。
図2の紙面と直交する方向は、図1における上下方向Zと一致している。また、図2において上下に延びる方向は、前後方向Yと一致している。また、図2において左右に延びる方向は、軸方向Xと一致している。また、図2は、ハウジング9の一端部9A周辺を示したものであり、以下では、ハウジング9の一端部9A側の部材についてのみ説明するが、他端部9B側の部材については、一端部9A周辺の部材構成と、車両の幅方向(軸方向X)における中心を挟んで対称となるように構成されている。なお、図2では、ラック軸8は、断面を用いずに示している。
図2を参照して、ラックブッシュ10は、ブッシュ本体16と、係止部17と、弾性部材20とを含んでいる。
ブッシュ本体16は、軸方向Xに延びる環状である。ブッシュ本体16の中空部分には、ラック軸8が同軸状で挿通されている。また、ブッシュ本体16は、ハウジング9に収容されている。言い換えると、ブッシュ本体16(ラックブッシュ10)は、ラック軸8の外周面8Aとハウジング9の内周面9Cとの間の空間30に配置されている。空間30は、軸方向Xから見て、ハウジング9の内周面9Cによって外から縁取られつつラック軸8を取り囲む円環状である。この状態では、ブッシュ本体16の外周面16Aは、ハウジング9の内周面9Cに対して全周に亘って面接触していて、ブッシュ本体16の内周面16Bは、ラック軸8の外周面8Aに対して全周に亘って面接触している。ここで、ラック軸8においてラック歯15が形成されている部分を、軸方向Xに対する直交方向に沿って切断した断面は、軸方向Xから見て、ラック歯15において周上一箇所が欠けた円形状(D字形状)である。すなわち、ラック軸8の周上1箇所が平坦になっていて、この平坦部分にラック歯15が形成されている。一方、ラックブッシュ10の内周面16Bは、ほぼ真円になっている。よって、ブッシュ本体16の内周面16Bは、ラック軸8の外周面8Aにおいてラック歯15が形成された平坦部分(図2における下側部分)には接触しておらず、径方向の外側へ離間している(後述する図5も参照)。
図3を参照して、ブッシュ本体16の外周面16Aおよび内周面16Bのそれぞれの周方向に符号「C」を付すことにする。また、外周面16Aおよび内周面16Bのそれぞれの径方向に符号「R」を付すことにする(図4も参照)。
ここで、環状のブッシュ本体16を周方向Cにおいて二分して、2つの部分のそれぞれを定義することにする。具体的には、ラック軸8のラック歯15を基準として、周方向Cにおいてラック歯15と同じ側にある部分(二分されたうちの一方)をラック歯側部分22と呼ぶことにし、ラック歯側部分22以外の部分(二分されたうちの他方)を背面側部分23と呼ぶことにする(図2も参照)。図4を参照して、ラック歯側部分22と背面側部分23とは、ラック歯15(厳密には周方向Cにおける中央位置をいい、以下同じ)に平行になるように径方向Rに対向した位置で分けられている。また、ブッシュ本体16において、周方向Cにおけるラック歯側部分22と背面側部分23とを区切っている位置のことを境界26と呼ぶことにする。境界26は、ブッシュ本体16においてラック歯15に平行になるように径方向Rに対向した周上2箇所の位置である。なお、ラック歯側部分22と背面側部分23とは、観念的な区別の仕方であり、これらは、物理的に分離されているわけではない。図2〜図4では、ラック歯側部分22は、紙面の下側に位置しており、背面側部分23は、紙面の上側に位置している。
そこで、図3に示すように、ブッシュ本体16のラック歯側部分22には、軸方向Xに延びる軸方向溝25が周方向Cに等間隔を隔てて複数(本実施形態では、5つ)設けられている。
本実施形態では、軸方向溝25は、ラック歯15に平行になるように径方向Rに対向した位置に1つずつ設けられている(図4参照)。つまり、本実施形態で5つあるうちの2つの軸方向溝25は、ブッシュ本体16においてラック歯側部分22と背面側部分23との境界26(周上2箇所)に1つずつ設けられている(図4も参照)。
また、第1軸方向溝28の周方向Cにおける幅w1と第2軸方向溝29の周方向Cにおける幅w2とは、等しい(図4参照)。また、第1軸方向溝28の軸方向Xにおける寸法である深さd1と、第2軸方向溝29の軸方向Xにおける深さd2とは、等しい。
図5は、図2におけるV−V線に沿うステアリング装置1の断面図である。ここで、図5において、紙面と直交する方向は、軸方向Xと一致している。また、図5において、紙面の上下に沿う方向は、前後方向Yと一致している。また、図5において、紙面の左右に沿う方向は、上下方向Zと一致している。図5におけるラックブッシュ10の姿勢は、図4と一致している。
以上のように、ラック歯側部分22には、軸方向溝25は設けられているものの、背面側部分23には、軸方向溝25は設けられていない。よって、ラック歯側部分22の剛性は、背面側部分23の剛性よりも低い。よって、ラック歯側部分22は、径方向Rの内側へ撓むことができる。一方、背面側部分23は、ラック歯側部分22のように簡単には撓まない。そのため、比較的剛性が低いラック歯側部分22を撓ませることで、ラックブッシュ10をハウジング9の中空部分に上手く挿入し、ステアリング装置1に容易に装着することができる。
これにより、ラックブッシュ10とラック軸8との接触音(ラトル音)が防止できる。また、転舵輪13の縁石乗り上げ等によってラック軸8に大きな外力が作用しても、ピニオン歯14とラック歯15との噛み合いを維持できる。
このように、ラック歯側部分22の剛性をできるだけ低く、背面側部分23の剛性をできるだけ高くすることで、弾性部材20の反力をラック軸8に伝達しやすいラックブッシュ10を構成することができる。
図6は、本発明の第1変形例を図3に適用した図である。ここで、図6の姿勢は、図3と一致している。なお、上記に説明した部材と同様の部材には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
以下では、図1〜図5に加えて図6も参照して説明する。
第1変形例においても、第1軸方向溝28と第2軸方向溝29とは、周方向Cにおいて交互に並んでいる。つまり、周方向Cに隣り合う2つの軸方向溝25は、軸方向Xにおいて互いに逆の方向からラック歯側部分22の途中まで延びている。
次に、本発明の第2変形例および第3変形例について説明する。
図7は、本発明の第2変形例を図4に適用した図である。図8は、本発明の第3実施例を図4に適用した図である。ここで、図7および図8の姿勢は、図4と一致している。なお、上記に説明した部材と同様の部材には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
図7を参照して、第2変形例のブッシュ本体16には、軸方向溝25が周方向Cにおいて3つ設けられている。第1変形例においても実施形態と同様に、軸方向溝25は、ラック歯15に平行になるように径方向Rに対向した位置に一つずつ設けられている。つまり、2つの軸方向溝25は、ブッシュ本体16においてラック歯側部分22と背面側部分23との境界26(周上2箇所)に1つずつ設けられている。また、第2変形例の境界26に設けられた2つの軸方向溝25は、ブッシュ本体16において端部16C側から端部16Dへ延びる第1軸方向溝28である。当該2つの軸方向溝25は、共に端部16D側から端部16Cへ延びる第2軸方向溝29であってもよいし、延びる向きが互いに逆になっていてもよい。
また、軸方向Xに貫通しない軸方向溝25は、周方向Cにおいて境界26と貫通孔31との間の部分にさらに複数個設けられていてもよい。この場合、ラック歯側部分22の剛性をより低減することができる。
第2変形例および第3変形例のラックブッシュ10のように、軸方向Xにおいて軸方向溝25がラック歯側部分22を貫通している場合、ラック歯側部分22の剛性を低減することができる。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
また、剛性低下部18は、軸方向Xに沿わない溝によって構成されていてもよい。たとえば、剛性低下部18は、周方向Cのどちらかに傾きながら、ブッシュ本体16の端部16Cから端部16Dへ向かって延びていてもよい。
また、ブッシュ本体16は必ずしも円筒状である必要はなく、環状であればよい。ブッシュ本体16は、ハウジング9とラック軸8との間に介在され、ラック歯15が形成されたラック軸8を支持できればよい。
また、実施形態では、ラックブッシュ10は、弾性部材20を含んでいるとしたが、ラックブッシュ10は、弾性部材20を含んでいなくてもよい。この場合、ラックブッシュ10をステアリング装置1に組み付けた状態において、ラックブッシュ10は、ハウジング9に圧入されており、ブッシュ本体16の外周面16Aとハウジング9の内周面9Cとが当接している。
また、深さd1と深さd2とは、等しく、ブッシュ本体16の長さLの半分よりも大きいとしたが、必ずしも各軸方向溝25の深さは等しい必要はなく、位置によって変更することも可能である。また、各軸方向溝25の深さは、ブッシュ本体16の長さLの半分よりも小さい場合もあり得る。
Claims (9)
- ラックアンドピニオン式のステアリング装置を構成するハウジング内に配置され、周上1箇所にラック歯が形成されたラック軸を支持するラックブッシュであって、
前記ラック軸が挿通される環状のブッシュ本体であって、その周方向において前記ラック歯と同じ側にあるラック歯側部分と、前記ラック歯側部分以外の背面側部分とによって前記周方向に二分されたブッシュ本体と、
前記ラック歯側部分に設けられ、前記ラック歯側部分の剛性を前記背面側部分の剛性よりも低下させる剛性低下部と、
前記ブッシュ本体の外周面に前記周方向の全周に亘って取り付けられた環状の弾性部材とを含むことを特徴とする、ラックブッシュ。 - 前記剛性低下部は、前記ブッシュ本体の軸方向に延びる軸方向溝を含むことを特徴とする、請求項1記載のラックブッシュ。
- 前記軸方向溝は、前記ブッシュ本体における前記ラック歯側部分と前記背面側部分との周上2箇所の境界と、前記ラック歯側部分における前記境界以外の領域と、に少なくとも設けられており、
それぞれの前記軸方向溝は、前記軸方向における前記ラック歯側部分の一端または他端から前記ラック歯側部分の途中まで延びていることを特徴とする、請求項2記載のラックブッシュ。 - 前記周上2箇所の境界は、前記ラック歯に平行になるように前記ブッシュ本体の径方向に対向した位置であることを特徴とする、請求項3記載のラックブッシュ。
- 前記周上2箇所の境界に設けられた2つの前記軸方向溝は、互いに同じ方向から前記ラック歯側部分の途中まで延びていることを特徴とする、請求項3または4記載のラックブッシュ。
- 前記周上2箇所の境界に設けられた2つの前記軸方向溝は、互いに逆の方向から前記ラック歯側部分の途中まで延びていることを特徴とする、請求項3または4記載のラックブッシュ。
- 前記周方向に隣り合う2つの前記軸方向溝は、互いに逆の方向から前記ラック歯側部分の途中まで延びていることを特徴とする、請求項3〜6のいずれかに記載のラックブッシュ。
- 前記軸方向溝は、前記周方向において前記ラック歯と同じ位置に1つ設けられ、前記軸方向において前記ラック歯側部分を貫通していることを特徴とする、請求項2記載のラックブッシュ。
- 前記背面側部分における前記ブッシュ本体の内周面には、複数の穴が形成されていることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載のラックブッシュ。
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